Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPMFluoreszenz von Verschmutzungen oder Beschichtungen für den Nachweis nutzen
In der Industrie werden Öle, Fette, Polymere und viele weitere organische Substanzen als Beschichtungen und Prozessmedien verwendet. Dadurch sind sie häufig auch als Kontamination auf Bauteilen zu finden. Will man die Belegung oder Verunreinigungen mit diesen Substanzen nachweisen, lässt sich deren natürliche Fluoreszenz nutzen: Die Stoffe leuchten, wenn sie mit Licht bestrahlt werden. Insbesondere durch Bestrahlung mit violettem oder ultraviolettem Licht kann man organische Stoffe außerordentlich sensitiv nachweisen.
Um Fluoreszenz für die Messtechnik zu nutzen, muss die Bauteiloberfläche mit einer intensiven Lichtquelle, beispielsweise einem Laser oder einer LED, beleuchtet werden. Optische Filter trennen das Fluoreszenzlicht vom kurzwelligen Anregungslicht. Detektiert wird es mit Kameras oder noch empfindlicheren Detektoren.
Fluoreszenzmesstechnik in der Produktion
Die Fluoreszenzmesstechnik ist eine sehr leistungsfähige Methode zur Qualitätsüberwachung – sei es zur Detektion von Verunreinigungen oder zur Prüfung gezielt aufgebrachter Beschichtungen. Insbesondere bei der Produktion von Hightech-Komponenten wird die Prüfung von Oberflächen hinsichtlich organischer Kontaminationen oder Beschichtungen immer wichtiger. So müssen beispielsweise Oberflächen vor sensiblen Prozessen wie dem Galvanisieren oder Verkleben frei von Verschmutzungen sein. Dasselbe gilt für Vakuum- oder Sterilanwendungen. Umgekehrt sind Oberflächenbeschichtungen unerlässlich für Prozesse wie das Tiefziehen oder das Formtrennen von Bauteilen.
Fraunhofer IPM entwickelt hochempfindliche, sehr schnelle und robuste Systeme für die Fluoreszenzbildgebung – sowohl für die Integration in Produktionslinien als auch für den Einsatz im Labor. Das Anwendungsspektrum ist breit und reicht von der 100-Prozent-Kontrolle der Beölung von Blechen in der Produktion von Karosserieteilen bis zum Nachweis geringster Verunreinigungen auf Bauteilen für Elektronikgehäuse. Die eigens entwickelten Software-Lösungen ermöglichen die Darstellung und Verarbeitung der Daten im Produktionstakt. Sowohl beim Laborgerät als auch beim System für die Produktionslinie werden Mechanik, Optik, Elektronik, Software und Schnittstellen kundenspezifisch angepasst.
Laserscanner- oder Kamera-System?
In unseren F-Scanner-Systemen kombinieren wir die äußerst empfindliche laserangeregte Fluoreszenzmessung mit dem Konzept des Laserscanning zur großflächigen und schnellen Bildgebung. Dabei wird ein violetter Laserstrahl durch eine Ablenkeinheit über die Bauteiloberfläche bewegt. Simultan wird die Fluoreszenz detektiert. Aus den Messdaten erzeugt die Software ein hochaufgelöstes Bild der Kontaminationen bzw. Beschichtung auf der Bauteiloberfläche.
Für noch mehr Details werden kleinere Bauteile bis etwa 100 cm² mit dem besonders hochauflösenden F-Camera-System untersucht. Es ermöglicht auch die Kombination von Fluoreszenz mit anderen Bildgebungsverfahren zur Erkennung von Partikeln oder Defekten. Dadurch können sehr aussagekräftige Bilddaten generiert werden.
Beide Systeme bauen wir in verschiedenen Varianten auf und passen diese an die jeweilige Anwendung an – beispielsweise als Laborgerät, als größerer Prüfstand oder in eine Anlage integriert. Für die Inspektion von Massenbauteilen als Schüttgut bietet Fraunhofer IPM eine Fluoreszenzprüfung im freien Fall an: Hier werden alle Seiten eines Bauteils simultan erfasst – ohne aufwendiges Handling. Das Verfahren kann mit einer detaillierten Geometrieprüfung kombiniert werden.